Gaz syntezowy stosowany do produkcji metanolu jest mieszaniną głównie wodoru H₂, tlenku węgla(II) CO i dwutlenku węgla CO₂. Skład tej mieszaniny musi być zbliżony do stechiometrycznego, ponieważ od niego zależy wydajność syntezy i stabilność pracy instalacji.
Reakcje syntezy metanolu
Metanol może powstawać z CO lub CO₂:
CO + 2H₂ → CH₃OHCO₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂O
Z reakcji wynika, że do przereagowania tlenków węgla potrzebna jest odpowiednia ilość wodoru. W zadaniach egzaminacyjnych skład gazu może być oceniany za pomocą podanego wskaźnika, np.:
H₂ / (2CO + 3CO₂) = 1
Oznacza to, że ilość wodoru powinna odpowiadać zapotrzebowaniu wynikającemu z ilości CO i CO₂.
Interpretacja wyniku
Jeżeli wskaźnik wynosi:
- 1 – skład jest stechiometryczny według podanego równania,
- mniej niż 1 – w mieszaninie jest za mało H₂ albo za dużo CO/CO₂,
- więcej niż 1 – w mieszaninie jest nadmiar H₂ względem CO i CO₂.
Przykład egzaminacyjny
Jeżeli zmierzony stosunek wynosi 0,85, a wymagany wynosi 1, to licznik ułamka jest zbyt mały w stosunku do mianownika. Trzeba więc zwiększyć ilość wodoru albo zmniejszyć ilość tlenków węgla. Jeśli w odpowiedziach znajduje się tylko zwiększenie H₂, jest to wybór poprawny.
Gazy obojętne mogą rozcieńczać mieszaninę, ale nie poprawiają bezpośrednio stosunku stechiometrycznego między H₂, CO i CO₂.